ELECTROMIGRATION IN THIN FILMS : THE EFFECT OF SOLUTE ATOMS ON GRAIN BOUNDARY DIFFUSION

Résumé
Des études portant sur des conducteurs en couche mince d'Al, d'Au et de Cu ont montré que l'addition de certains éléments d'alliage réduit considérablement la vitesse d'électromigration aux joints de grains des atomes du solvant. Les résultats quantitatifs obtenus jusqu'à maintenant sont résumés. Pour l'Au ces résultats sont comparés à des expériences sur l'autodiffusion aux joints de grains faites au moyen de traceurs radioactifs. Deux conclusions sont établies. 1) En général la force (appelée charge effective) exercée par un courant continu sur des atomes placés dans les joints de grains n'est pas très différente de celle exercée sur un atome placé dans le réseau (à un facteur de 2 près). 2) Les résultats sur l'électromigration du Cu, du Mg et du Ni dans les joints de grains de l'Al suggèrent que l'adsorption de ces atomes sur les joints de grains est inversement proportionnelle aux différentes limites de solubilité.

Abstract
It has been shown that certain alloying additions are effective in reducing the rate of electromigration of the host element in thin film conductors of Al, Au and Cu. The quantitative results obtained up to now are summarized. For Au these results are correlated with grain boundary autodiffusion data obtained by means of radioactive tracers. Two conclusions are reached. 1) In most cases the force, usually called effective charge, excerted by a direct current on atoms within grain boundaries is not very different (within a factor of 2) from the force on atoms in the lattice. 2) The electromigration data for Cu, Mg and Ni atoms in Al grain boundaries suggest that the adsorption of these atoms on grain boundaries is inversely proportional to the respective solubility limits.